Prvok na výmenu tepla pri veľkoplošnom vykurovaní alebo chladení

Číslo patentu: 282911

Dátum: 02.12.2002

Autor: Ahrer Hermann

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Prvok na výmenu tepla pri veľkoplošnom vykurovaní alebo chladení, pozostávajúci z dutiny (3) na prepravu teplonosného média, ktorá je obklopená plášťom (2) z plastu alebo kovu, vybavenými oblasťami s rôznou hrúbkou a s rôznou vodivosťou, pričom plášť (2) má väčšiu hrúbku v tých častiach, ktoré sú po inštalovaní vykurovacieho alebo chladiaceho prvku privrátené a/alebo odvrátené od vykurovacieho alebo chladiaceho povrchu ako v ostatných častiach, a/alebo je plášť (2) v tých častiach, ktoré sú privrátené a/alebo odvrátené od vykurovacieho alebo chladeného povrchu vybavený izolačnou štrbinou (6) vyplnenou materiálom, ktorý je zlým vodičom tepla.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka prvku na výmenu tepla pri veľkoplošnom vykurovaní alebo chladeni, pozostávajúceho z dutiny na prepravu teplonosnćho média, ktorá je obklopená plášťom z plastu alebo kovu a ďalej sa týka veľkoplošného vykurovania alebo chladenia, hlavne na podlahové vykurovanie alebo chladenie, zostavenćho z týchto prvkov, Doterajší stav technikyZ patentového spisu AT-378 846 sú známe vykurovacie rúrky z kovu alebo plastu, s kruhovým, oválnym alebo eliptickým prierezom dutiny. Problematika veľkoplošného vykurovania, hlavne podlahového vykurovania súvisí s povrchovou teplotou, ktorá je na mnohých miestach pociťovaná ako nepohodlná a ktorá nie je pre každého človeka rovnako príjemná. Vplyvom známych vykurovacích rúrok,zabudovaných do tuhnúceho alebo tvrdnúceho materiálu,dochádza na vykurovacej ploche k pomerne veľkým teplotným rozdielom, k tzv. teplotnej pulzácii. Tá je často pociťovaná ako nepríjemná. Okrem toho neodpovedá základným požiadavkám, kladeným na veľkoplošné vykurovanie,hlavne na podlahové vykurovanie. Veľkoplošné vykurovanie by malo mať zo zdravotných dôvodov nizku a stálu teplotu na celom povrchu vykurovanej plochy, z ekonomických dôvodov nízku začiatočnú teplotu a nízku teplotu smerom dole.Je preto úlohou vynálezu vybaviť vykurovací alebo chladiaci prvok dutínou na prepravu teplonosnćho média a plášťom z plastu alebo kovu usporiadaným okolo tejto dutiny, na umožnenie konštrukcie veľkoplošného vykurovania alebo chladenia, hlavne podlahovćho, ktorý má podstatne nižšiu teplotnú pulzáciu na vykurovacích alebo chladených plochách. Táto úloha je jednako vyriešená prvkom na výmenu tepla pri veľkoplošnom vykurovaní, pozostávajúcim z dutiny na prepravu teplonosného média, ktorá je obklopená plášťom z plastu alebo kovu, vybaveným oblasťami s rôznou hrúbkou a s rôznou tepelnou vodivosťou, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že plášť má väčšiu hrúbku v tých častiach, ktoré sú po inštalovaní tohto prvku privrátené a/alebo odvrátené od vykurovacieho povrchu ako v ostatných častiach, a/alebo je plášť v tých častiach, ktoré sú privrátené a/alebo odvrátené od vykurovacieho povrchu, vybavený izolačnou štrbinou, vyplnenou materiálom, ktorý je zlým vodičom tepla. Týmto materiálom môže byť napríklad vzduch.Podobne je vytvorený prvok na výmenu tepla pri veľkoplošnom chladení, pozostávajúci z dutiny na prepravu chladiaceho média, ktorá je obklopená plášťom z plastu alebo kovu, vybaveným oblasťami s vyššou a nižšou tepelnou vodivosťou, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že plášť má väčšiu hrúbku v tých častiach, ktore sú po inštalovaní tohto prvku privrátené a/alebo odvrátené od chladeného povrchu ako v ostatných častiach, a/alebo je plášť v tých častiach, ktoré sú privrátené a/alebo odvrátené od chladenćho povrchu, vybavený materiálom, ktorý je zlým vodičom tepla. Týmto materiálom môže byť napríklad vzduch.Podľa výhodného uskutočnenia má plášť vykurovacie ho alebo chladiaceho prvku oválny alebo eliptický tvar,pričom dutina, uložená V tomto plášti, má kruhový prierez. Tým sa dosiahne to, že plášť má oblasti s rôznou hrúbkou. Ukázalo sa, že odovzdávanie tepla sa môže jednoducho riadiť tak, že vykurovací alebo chladiaci prvok podľa vynálezu má silnejšie, t. j. hrubšie tie oblasti, ktoré sú po jeho montáži privrátené k vyhrievaným alebo ochladzovaným plochám, ako oblasti, ktoré sú k sebe vzájomne privrátené.Prehľad obrázkov na výkresochVynález bude bližšie vysvetlený pomocou výkresu, kde na obr.1 je zobrazený diagram vzdialenosti stredu rúrok v mm a teploty podlahy V °C pre štyri rôzne rúrky vykurovacieho prvku, na obr. 2 sú tieto štyri rúrky schematicky znázomenć v reze, pričom obr. l a obr. 2 predstavuje doterajší stav techniky, na obr. 3 je znázornený vykurovací alebo chladiaci prvok podľa vynálezu, v inom príklade uskutočnenia, na obr. 5 je znázomený vykurovací alebo chladiaci prvok podľa vynálezu, v ďalšom uskutočnení, na obr. 6 je znázornený vykurovací alebo chladiaci prvok podľa vynálezu v ďalšom príklade uskutočnenia a na obr. 7 a, 7 b je znázornený vykurovací alebo chladiaci prvok podľa vynálezu, v ešte ďalšom príklade uskutočnenia.V diagrame na obr.1 sú udané typické teploty a teplotné pulzácie štyroch rúrok, podľa doterajšieho stavu techniky, s rozpätím 150 mm a počiatočnou teplotou 40 °C, schematicky znázomených v priereze na obr. 2, kde jednotlivé skratky znamenajúOTS oválnu rúrku na stojato, s rozmermi 17/24 mm KTV kruhovú rúrku s väčším polomerom 20,94 mm OTL oválnu rúrku na ležato s rozmermi 24/ l 7 mm KTM kruhovú rúrku s menším polomerom 17 mm.Podľa zmeny rozpätia rúrok v spojitosti so zmenou počiatočnej teploty môže teplotná pulzácia ešte podstatne zosilnieť. Zo zdravotných dôvodov má byť povrchová teplota podlahy pri podlahovom vykurovaní nižšia, ako je povrchová teplota chodidiel ľudského tela (ktorá nemôže byť rovnaká ako telesná teplota), aby mohlo byť teplo odovzdávané na podlahu. Vysvetlenie teplotnej pulzácie z obr.1 je zrejmé z obr. 2, kde štyri vykurovacie rúrky sú uložené nad tepelnou izoláciou, mázomenou špirálovými čiarami, v materiáli podlahy, ohraničene vodorovnými čiarami. Každá známa vykurovacia rúrka, bez ohľadu na prierez,odovzdáva teplo rovnomeme celým svojím povrchom, kde vyžarovanie tepla je znázomené šípkami, takže na podlahe a tepelnej izolâcii sa bezprostredne nad a pod vrcholom rúrok doteraz známych prierezov vyskytuje najvyššia povrchová teplota a v mieste medzi rúrkami je najnižšia povrchová teplota.Na obr. 3 je znázomený vykurovací povrch podľa vynálezu, ktorého dutina 3 s kruhovým prierezom je tvorená plastovou rúrkou a plášť 2 oválneho tvaru je vybavený zosilncnými stenami 2 a,2 b vo svojej homej a dolnej časti. Rúrky môžu byť na svojich koncoch pre prípojku rozvádzača vybavené kruhovým osadením l, podľa obr.4 a, 4 b,čím môže byť ľahko a spoľahlivo vyhotovené známe zváranć, lisované alebo skrutkové spojenie. Kruhové osadenie 1 je znázomené V náryse na obr. 4 a a ďalej v bokoryse v smere šípky A na obr. 4 b. V bokoryse sú ďalej znázomené zosilnené steny 2 a, 2 h hornej a dolnej častí plášťa 2 dutina 3. Ukázalo sa, že s takto vyhotovenými vykurovacimi rúrkami vykurovacieho prvku sa dá prakticky zabrániť teplotným pulúciám, ked sa tieto rúrky zabudujú do podlahy v špirálových čiarach alebo V slučkách.Na obr. 5 je znázomený vykurovací prvok s dutínou 3 tvorenou vykurovacou rúrkou z plastu alebo z kovu s kruhovým prierezom, pričom plášť 2 oválneho tvaru je vybavený zosilnenými stenami 2 a,2 b vo svojej homej a dolnej časti. V zosilnených stenách 2 a,2 b je vytvorená izolačná štrbina 6, ktorá zaisťuje odovzdávanie tepla, podľa požiadaviek vynálezu. Izolačná štrbina 6 je vyplnená materiálom, ktorý je zlým vodičom tepla, kde týmto materiálom je najčastejšie vzduch, pričom sa môžu použiť aj ine izolačné materiály, známe zo stavebníctva alebo z techniky vykurovania a chladenia. Konce rúrok môžu byť na svojom konci pre prípojku rozvádzača vybavené kmhovým osadením 1 podľa obr. 4 a, 4 b, čím môže byť ľahko a spoľahlivo uskutočnené známe zvarové, lisované alebo skrutkové spojenie.Na obr. 6 je znázomený vykurovací prvok s vykurovacou rúrkou z kovu s kruhovým prierezom, s plastovými izolačnými zosilnenými stenami 2 a, 2 b v homej a dolnej časti plášťa 2, ktoré môžu (zobrazené v dolnej polovici) alebo nemusia (horná polrovina) byť vybavené izolačnou štrbinou 6, ktorá opäť zaisťuje odovzdávanie tepla, podľa požiadaviek vynálezu. Konce rúrok môžu byť pre prípojku rozvádzača vybavené kruhovým osadenim l podľa obr. 4 a,4 b, čim môže byť ľahko a spoľahlivo vyhotovené známe zvarové, lisované alebo skrutkové spojenie.Vykurovacie prvky, podľa vynálezu, môžu byť ukladané do všetkých známych upevňovacích prostriedkov, ako sú rúrkové spojky, prídržnć lišty, dosky a pod., podľa platných noriem, resp. podľa stavu techniky tak za tepla ako aj za studena.Zosilnením tejto oblasti vykurovacieho prvku, podľa vynálezu, ktorá je odvrátené od vykurovacej plochy, sa jednako môžu znížiť tepelné straty v podlahe a jednako sa môžu spojovacie diely, ako sú privodné a vratne rúrky, trvalo prípevniť k vykurovacím prvkom, napríklad privatením. Toto usporiadanie je znázomené na obr. 7 a, 7 b, kde je v pozdĺžnom na obr. 7 a a priečnom na obr. 7 b reze A - A znázornený vykurovací prvok s plastovou rúrkou s kruhovou dutinou 3 a so zosilnenými stenami Za, 2 h plášťa 2 v jeho homej a dolnej časti. Do zosilnenej steny Zu, 2 b môžu byť vsadené kolmo alebo šikmo v nerozoberateľných spojovacích miestach 4. To umožňuje vyrábať pomocou vytlačovania zbemej rúrky, s vysokou medzou dlhodobej únavy,a s veľmi výhodnými výrobnými nákladmi, pri súčasne spoľahlivých spôsoboch spojovania veľkých plôch spojovacích miest 4. Prechod zo zbemej rúrky k prívodněmu alebo vratnému potrubiu sa vykonáva kruhovým osadenlm 1, čím sa súčasne vytvorí bezpečný doraz pre nerozoberateľné spôsoby spojovania.Zvarenie alebo iné trvale spojenie rozdeľovacích vykurovacích rúrok s privodnou alebo vratnou nirkou má veľký význam preto, že rozdelenie prúdu horúcej vody z prívodného potrubia do niekoľkých rozdeľovacích vykurovacích rúrok prináša významné výhody, čo sa týka straty tlaku a rýchlosti prúdenia. Nízka strata a nízka rýchlosť prúdenia sa prejaví použitím malých úspomých čerpadiel a súčasne bezhlučnou prevádzkou.Známe spôsoby spojovania, ako je spojenie na tupo alebo vsadenie rozdeľovacích vykurovacích rúrok do rúrok s pomeme tenkými stenami prinášajú nebezpečie, že pri vysokom trvalom zaťažení môžu byť spojovacie miesta netesné. Súčasti vyrobené vstrekovaním plastov majú zasa nižšiu medzu dlhodobej únavy a nižšiu životnosť ako vytlačované plastove rúrky s rovnakou hrúbkou steny. Hĺbka spojovacích miest vyrobených zváraním alebo iným trvalým spojením by mala mať asi veľkosť priemeru vsadenej rozdeľovacej vykurovacej rúrky, aby zaručovala čo najväčšiu dlhodobú bezpečnosť. Ked sa napríklad vsadí rozdel vacia vykurovacia rúrka s priemerom 8 mm do zbemej rúr ky, potom by mala byť hĺbka spojovacieho miesta asi 8 mm. Vykurovaci prvok podľa vynálezu sa tiež môže použiť ako chladiaci prvok na veľkoplošné chladenie, pričom sa dosiahne rovnomemé ochladenie plôch, pri zamedzení teplotnej pulzácie. Vynález sa preto tiež týka chladiaceho prvku, ktorý má rovnaké konštrukčné znaky ako vykurovaci prvok, podľa vynálezu.Vynález sa tiež týka vykurovacieho alebo chladiaceho prvku na veľkoplošné vykurovanie alebo chladenie, ktorým sa môže napríklad klimatizovať.Ďalej bude vynález bližšie opísaný pomocou nasledujúceho prlkladu. Vykurovací prvok s prierezom, znázomeným na obr. 3, bol vyrobený pomocou známeho spôsobu vytlačovaním z polypropylénu s nasledujúcimi rozmermihnibka steny v rovine 0 ° 2,0 mm hrúbka steny v rovine 30 ° 2,5 mm hrúbka steny v rovine 60 ° 3,5 mm hrúbka steny V rovine 90 ° 4,0 mm vnútomý priemer dutiny rúrky 20 mm.Týmto vykurovaclm článkom bola čerpaná teplá voda(počiatočná teplota 40 °C, prietok 3 l/min.), a boli zmerané teploty v vnútri rúrky a na vonkajšom povrchu plášťa.Vnútomá teplota rúrky 40 °C vonkajšia teplota v rovine 0 ° 38,23 C vonkajšia teplota v rovine 30 ° 38,92 °C vonkajšia teplota V rovine 60 ° 37,35 °C vonkajšia teplota v rovine 90 ° 37,07 °C.Vytvorením rôznej hrúbky steny sa môže meniť povrchová teplota vykurovacieho prvku a následne, napríklad pri podlahovom vykurovaní, sa môže meniť odvod tepla na hornej časti podlahy tak, že sa vyrovná teplotná pulzácia. Zmena povrchovej teploty vykurovacieho prvku podľa vynálezu je tým väčšia, čím sú väčšie rozdiely v hrúbke steny,resp, izolačné štrbiny 6 vytvorené v rúrke, podľa obr. 6.l. Prvok na výmenu tepla pri veľkoplošnom vykurovaní, pozostávajúci z dutiny (3) na prepravu teplonosného média, ktorá je obklopená pläťom (2) z plastu alebo kovu,vybaveným oblasťami s rôznou hrúbkou a s rôznou vodivosťou, vyznačujúci sa tým, žeplášť(2) má väčšiu hrúbku V tých častiach, ktoré sú po inštalovaní tohto prvku privrátené a/alebo odvrátené od vykurovacieho povrchu ako v ostatných častiach, a/alebo je plášť (2) v tých častiach, ktoré sú privrátené a/alebo odvrátené od vykurovacieho povrchu, vybavený izolačnou štrbinou (6), vyplnenou materiálom, ktorý je zlým vodičom tepla.2. Prvokpodľanároku l, vyznačujúci sa t ý m , že jeho plášť (2) má otvor oválny alebo eliptický,pričom prierezjeho dutiny (3) je kruhový.3. Prvok na výmenu tepla pri veľkoplošnom chladení,pozostávajúci z dutiny (3) na prepravu chladiaceho média,ktoráje obklopená plášťom (2) z plastu alebo kovu, vybaveným oblasťami s rôznou hrúbkou a s rôznou vodivosťou,vyznačujúci sa tým, že plášť (2) má väčšiu hrúbku v tých častiach, ktoré sú po inštalovani tohto prvku privrátené a/alebo odvrátené od chladeného povrchu ako v ostatných častiach, a/alebo je plášť (2) v tých častiach, ktore sú privrátené a/alebo odvrátené od chladenéhopovrchu, vybavený izolačnou štrbínou (6), vyplnenou materiálom, ktorý je zlým vodičom tepla.4. Prvokpodľanároku 3, vyznačujúci sa t ý m , že jeho plášť (2) má otvor oválny alebo elíptícký,pričom prierezjeho dutiny (3) je kruhový.vzdialenosť od stredu rúrky ( mm)

MPK / Značky

MPK: F16L 11/112, F16L 11/14, F24D 3/14

Značky: prvok, veľkoplošnom, vykuřování, chladení, tepla, výměnu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-282911-prvok-na-vymenu-tepla-pri-velkoplosnom-vykurovani-alebo-chladeni.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prvok na výmenu tepla pri veľkoplošnom vykurovaní alebo chladení</a>

Podobne patenty